(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-02
(45)【発行日】2022-09-12
(54)【発明の名称】サイドスクラップ処理装置と金属帯切断加工システム
(51)【国際特許分類】
B23D 33/00 20060101AFI20220905BHJP
B21C 47/26 20060101ALI20220905BHJP
B23D 19/06 20060101ALI20220905BHJP
【FI】
B23D33/00 H
B21C47/26 H
B23D19/06 A
(21)【出願番号】P 2018139924
(22)【出願日】2018-07-26
【審査請求日】2021-04-21
(73)【特許権者】
【識別番号】503039853
【氏名又は名称】株式会社アイ・ティー・シー
(74)【代理人】
【識別番号】100101867
【氏名又は名称】山本 寿武
(72)【発明者】
【氏名】金子 稔幸
(72)【発明者】
【氏名】稲葉 剛史
【審査官】中川 康文
(56)【参考文献】
【文献】実開昭61-144910(JP,U)
【文献】特開2005-096050(JP,A)
【文献】特開2001-071028(JP,A)
【文献】特開2001-179525(JP,A)
【文献】実開昭48-047078(JP,U)
【文献】実開昭60-172621(JP,U)
【文献】特開平06-320216(JP,A)
【文献】特開平08-090330(JP,A)
【文献】特開2005-125422(JP,A)
【文献】特開2005-271125(JP,A)
【文献】特開2006-272536(JP,A)
【文献】特開2021-079460(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2016/0303753(US,A1)
【文献】特開2003-136134(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B21C 45/00-49/00
B23D 15/00-19/08
B23D 33/00-35/00
B26D 7/00-11/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
サイドカッターにより長さ方向に切断された金属帯の側端部分を、サイドスクラップとして回収するためのサイドスクラップ処理装置であって、
前記サイドスクラップを巻き付ける回収部材と、
前記サイドカッターによる切断部から送り出されてきた前記サイドスクラップの先端部を、前記回収部材へ受け渡す先端受け渡し手段と、
を備え、
前記先端受け渡し手段は、
前記サイドカッターによる切断部から送り出されてくる前記サイドスクラップの先端部を、あらかじめ設定した把持位置へ案内する案内部材と、
前記把持位置まで案内されてきた前記サイドスクラップの先端部を把持する把持機構と、
前記把持機構により把持された前記サイドスクラップの先端部を、前記回収部材まで搬送する搬送機構と、
を備えたことを特徴とするサイドスクラップ処理装置。
【請求項2】
前記案内部材は、筒状体で形成され、
前記搬送機構は、前記筒状体の先端開口部を、前記サイドカッターによる切断部から前記サイドスクラップの先端部が送り出されてくる位置へ配置する機能を備えており、
前記サイドスクラップの先端部を、前記筒状体の先端開口部から当該筒状体の中空部内へ導いて、前記把持位置へ案内する構成であることを特徴とする請求項1に記載のサイドスクラップ処理装置。
【請求項3】
前記サイドカッターは、上下一対のロータリーカッターで構成され、
前記筒状体の先端開口部は、上下方向の中央部を境界として、当該境界よりも上部を前記上側のロータリーカッターの円周面に対応した湾曲面に形成するとともに、当該境界よりも下部を前記下側のロータリーカッターの円周面に対応した湾曲面に形成したことを特徴とする請求項2に記載のサイドスクラップ処理装置。
【請求項4】
前記筒状体の中空部内は、仕切板により上下方向の中央部を境界として上部空間と下部空間に仕切られていることを特徴とする請求項3に記載のサイドスクラップ処理装置。
【請求項5】
前記サイドスクラップの先端部を前記把持位置へ案内した前記筒状体を、前記サイドスクラップから引き離す筒状体移動機構を更に備えたことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載のサイドスクラップ処理装置。
【請求項6】
金属帯の側端部分を長さ方向に切断してトリミングするとともに、当該金属帯を幅方向の一又は複数の位置で長さ方向に切断する機能を備えた金属帯切断加工システムにおいて、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のサイドスクラップ処理装置を備えたことを特徴とする金属帯切断加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、サイドカッターにより長さ方向に切断された金属帯の側端部分を、サイドスクラップとして回収するためのサイドスクラップ処理装置と、同装置が組み込まれた金属帯切断加工システムに関する。
【背景技術】
【0002】
帯状に加工された鋼材(すなわち、帯鋼)などの金属帯は、ユーザーが指定する幅寸法に切断した状態で、プレスライン等の製品加工ラインへ供給される。そして、金属帯をユーザーが指定する幅寸法に切断する工程には、金属帯切断加工システムが用いられている。
【0003】
近年の金属帯切断加工システムは自動化が進められており、金属帯を自動装填するとともに、ユーザーが指定する加工幅寸法に合わせて、カッターユニットを自動交換した後、自動運転して金属帯を長さ方向に切断する機能を有するまでに至っている。
【0004】
この種の金属帯切断加工システムは、金属帯の側端部分をサイドカッターにより長さ方向に切断してトリミングする機能を備えている。そして、サイドカッターにより切断された金属帯の側端部分は、サイドスクラップとしてサイドスクラップ処理装置に回収される。
【0005】
金属帯切断加工システムの運転開始時や、供給する帯鋼などの金属帯の交換時には、サイドスクラップの先端部を、サイドスクラップ処理装置まで導き、同装置の回収部材(例えば、巻取りドラム)へ固定するセッティング作業が必要となる。
かかるセッティング作業は、未だ手作業で行われているのが実情であった。
【0006】
なお、特許文献1で開示されたトリムクズのボーラー巻付け装置は、トリムククズ(サイドスクラップ)を、ボーラー(サイドスクラップ処理装置の回収部材)へ巻き付ける作業を自動化させることを目的としているものの、開示された技術内容はきわめて稚拙であって実現性に乏しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、サイドカッターによる切断部から送り出されてきたサイドスクラップに対し、その回収作業の自動化を実現できるサイドスクラップ処理装置と金属帯切断加工システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、この発明に係るサイドスクラップ処理装置は、サイドカッターにより長さ方向に切断された金属帯の側端部分を、サイドスクラップとして回収するためのサイドスクラップ処理装置であって、サイドスクラップを巻き付ける回収部材と、サイドカッターによる切断部から送り出されてきたサイドスクラップの先端部を、回収部材へ受け渡す先端受け渡し手段と、を備えたことを特徴とする。
【0010】
このように構成することで、先端受け渡し手段により、サイドスクラップの先端部を回収部材へ自動的にセッティングすることが可能となる。
【0011】
ここで、先端受け渡し手段は、サイドカッターによる切断部から送り出されてくるサイドスクラップの先端部を、あらかじめ設定した把持位置へ案内する案内部材と、把持位置まで案内されてきたサイドスクラップの先端部を把持する把持機構と、把持機構により把持されたサイドスクラップの先端部を、回収部材まで搬送する搬送機構と、を備えた構成とすることが好ましい。
【0012】
この構成により、切断部から送り出されてくるサイドスクラップの先端部を、案内部材により把持位置まで案内して、把持機構によって把持することが可能となる。そして、把持機構により把持されたサイドスクラップの先端部を、搬送機構により回収部材まで搬送することで、サイドスクラップの先端部を回収部材へ自動的にセッティングすることが可能となる。
【0013】
また、案内部材は、筒状体で形成され、搬送機構は、筒状体の先端開口部を、サイドカッターによる切断部からサイドスクラップの先端部が送り出されてくる位置へ配置する機能を備えており、サイドスクラップの先端部を、筒状体の先端開口部から当該筒状体の中空部内へ導いて、把持位置へ案内する構成とすることが好ましい。
【0014】
このように構成することで、切断部から送り出されてくるサイドスクラップの先端部を、筒状体の先端開口部から当該筒状体の中空部内へ導き、あらかじめ設定した把持位置へ案内することが可能となる。
【0015】
また、サイドカッターを、上下一対のロータリーカッターで構成した場合には、筒状体の先端開口部は、上下方向の中央部を境界として、当該境界よりも上部を上側のロータリーカッターの円周面に対応した湾曲面に形成するとともに、当該境界よりも下部を下側のロータリーカッターの円周面に対応した湾曲面に形成することが好ましい。
【0016】
このように構成することで、上下一対のロータリーカッター(サイドカッター)による切断部の近傍位置に筒状体を配置することが可能となり、当該切断部から送り出されてくるサイドスクラップの先端部を、容易に筒状体の先端開口部から当該筒状体の中空部内へ導き入れることが可能となる。
【0017】
また、筒状体の中空部内を、仕切板により上下方向の中央部を境界として上部空間と下部空間に仕切ることで、後述するように、サイドスクラップの先端部が上側のロータリーカッターの回転方向に向かって送り出されてきたときは、当該サイドスクラップの先端部を仕切板に当接させて、筒状体内の下部空間へ導くことができる。一方、サイドスクラップの先端部が下側のロータリーカッターの回転方向に向かって送り出されてきたときは、当該サイドスクラップの先端部を仕切板に当接させて、筒状体内の上部空間へ導くことができる。このようにして、サイドスクラップの先端部を、安定して筒状体の中空部内へ導き入れることが可能となる。
【0018】
さらに、サイドスクラップの先端部を把持位置へ案内した筒状体を、サイドスクラップから引き離す筒状体移動機構を備えることが好ましい。
この筒状体移動機構によって筒状体をサイドスクラップから引き離してから、把持機構がサイドスクラップの先端部を把持することで、筒状体が障害になることなく、サイドスクラップを回収部材へ受け渡すことが可能となる。
【0019】
次に、この発明に係る金属帯切断加工システムは、金属帯の側端部分を長さ方向に切断してトリミングするとともに、当該金属帯を幅方向の一又は複数の位置で長さ方向に切断する機能を備えた金属帯切断加工システムにおいて、上述した構成のサイドスクラップ処理装置を備えたことを特徴とする。
【0020】
このように構成することで、サイドカッターによる切断部から送り出されてきたサイドスクラップの回収作業を自動化して、金属帯の切断加工処理工程をいっそう省力化することが可能となる。
【発明の効果】
【0021】
以上説明したように、本発明によれば、サイドカッターによる切断部から送り出されてきたサイドスクラップに対し、その回収作業の自動化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【
図1】金属帯切断加工システムの全体構造を模式的に示す構成図であり、同図(a)は平面構成図、同図(b)は正面構成図である。
【
図2】サイドスクラップ処理装置の全体構造を模式的に示す正面構成図である。
【
図3】把持本体ユニットの構造を模式的に示す正面構成図である。
【
図4】サイドカッターによる切断部から送り出されてくるサイドスクラップの先端部の不規則性を説明するための図であり、同図(a)(b)は搬送ラインの下流側からサイドカッターを見た模式図、同図(c)(d)は正面側から見た模式図である。
【
図5】同図(a)は筒状体の先端開口部を示す斜視図、同図(b)(c)はサイドカッターによる切断部から送り出されてくるサイドスクラップを、筒状体の中空部内へ導き入れる作用を説明するための正面図である。
【
図6】本発明の実施形態に係るサイドスクラップ処理装置の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔金属帯切断加工システムの全体構造〕
図1は金属帯切断加工システムの全体構造を模式的に示す構成図であり、同図(a)は平面構成図、同図(b)は正面構成図である。
帯鋼などの金属帯1は、ドラム1Aに巻き付けられた状態で供給部にセッティングされる。供給部から繰り出された金属帯1は、搬送ライン100に沿って搬送されていく。搬送ライン100上にはカッター装置10が設置されている。金属帯1は、このカッター装置10によって、側端部分を長さ方向に切断してトリミングされるとともに、幅方向の一又は複数の位置で長さ方向に切断される。
【0024】
カッター装置10は、上下一対のロータリーカッターユニット(すなわち、上側ロータリーカッターユニット10aと下側ロータリーカッターユニット10b)を備えており、これらの各ロータリーカッターユニット10a,10bが協同して金属帯1を長さ方向に切断していく。
各ロータリーカッターユニット10a,10bには、それぞれ一又は複数枚のロータリーカッター11と、両サイドに配置されたサイドカッター12とが組み込まれており、さらに各カッターの間にはスペーサ13が配置されている。なお、サイドカッター12も、ロータリーカッター11と同様のロータリーカッターで構成されている。
【0025】
ここで、サイドカッター12は、供給される金属帯1の幅寸法に合わせて、その金属帯1の側端部を切断してトリミングできるように位置決めされている。また、各ロータリーカッター11は、ユーザーによって指定された切断幅寸法(例えば、
図1(a)に示すD1,D2,D3,D4)に、金属帯1を切断できるように位置決めされている。
なお、カッター装置10には、図には示されていないが、ロータリーカッター11、サイドカッター12およびスペーサ13を自動的に交換するためのカッター自動交換装置が組み込まれている。
【0026】
さらに、金属帯切断加工システムには、サイドカッター12により長さ方向に切断された金属帯1の側端部分を、サイドスクラップ2として回収するためのサイドスクラップ処理装置20が組み込まれている。
金属帯1は、両側端部分をそれぞれサイドカッター12によってトリミングされる。そのため、金属帯1の両側端部分からそれそれ発生するサイドスクラップ2を回収できるように、2台のサイドスクラップ処理装置20が、搬送ライン100の両側方に設置されている(
図1(a)参照)。
【0027】
サイドスクラップ2は、
図1(a)(b)に黒丸で示すサイドカッター12による切断部15から送り出されてくる。この切断部15の位置は、供給される金属帯1の幅寸法によって、幅方向へ変動する。
サイドスクラップ処理装置20には、金属帯切断加工システムの運転開始時や、供給する帯鋼などの金属帯1の交換時に、サイドスクラップ2の先端部2aを、サイドカッター12による切断部15からサイドスクラップ処理装置20まで導き、同装置20の回収部材21へ固定するセッティング作業を自動的に行う機能が備わっている。
【0028】
〔サイドスクラップ処理装置の構造〕
図2は、サイドスクラップ処理装置の全体構造を模式的に示す正面構成図である。
同図に示すように、サイドスクラップ処理装置20は、回収部材21と、セッティング作業ユニット30(先端受け渡し手段)を備えている。
【0029】
回収部材21は、例えばドラム形状をしており、図示しない駆動モータにより回転駆動されてサイドスクラップ2を巻き取っていく。回収部材21には、サイドスクラップ2の先端部2aを固定するための固定部22が設置してある。この固定部22には、例えば開閉チャックで構成することができる。固定部22を開閉チャックで構成した場合は、セッティング作業ユニット30により搬送されてきたサイドスクラップ2の先端部2aを、開閉チャックが挟み込んで固定する。なお、固定部22の構成はこれに限定されるものではない。
【0030】
セッティング作業ユニット30は、サイドカッター12による切断部15から送り出されてきたサイドスクラップ2の先端部2aを、回収部材21の固定部22へ受け渡す機能を有している。
このセッティング作業ユニット30は、サイドスクラップ2の先端部2aを把持するための把持本体ユニット31と、この把持本体ユニット31を3次元の移動動作をもって、サイドカッター12による切断部15の近傍位置から回収部材21の固定部22まで搬送する搬送ロボット32(搬送機構)と、を備えている。
【0031】
搬送ロボット32は、種々の自動製造ラインで用いられているロボットアーム33と、このロボットアーム33を水平移動させるスライダ34とを含む。ロボットアーム33は、先端部を3次元空間の任意の位置へ自在に移動させることができる。このロボットアーム33の先端部に、把持本体ユニット31が装着してある。
なお、ロボットアーム33のみで、把持本体ユニット31をサイドカッター12による切断部15の近傍位置から回収部材21の固定部22まで搬送できるときは、スライダ34を設ける必要はない。また、搬送ロボット32以外の機構をもって搬送機構を構成することもできる。
【0032】
図3(a)(b)は、把持本体ユニット31の構造を模式的に示す正面構成図である。
把持本体ユニット31は、把持本体35に、把持機構36、筒状体37および筒状体移動機構38を組み込んだ構成となっている。
把持機構36は、例えば、図示しないアクチュエータなどの駆動手段によって一対の把持爪36aを開閉駆動する構成とすることができる。
把持本体ユニット31には、把持位置39があらかじめ設定してあり、この把持位置39で把持機構36がサイドスクラップ2の先端部2aを把持する。
【0033】
筒状体37は、サイドカッター12による切断部15から送り出されてくるサイドスクラップ2の先端部2aを、あらかじめ設定した把持位置39へ案内する案内部材としての機能を有している。
筒状体移動機構38は、把持本体35に対し筒状体37を移動させる機能を有しており、例えば、把持本体35に組み込んだスライダ40を、アクチュエータなどの駆動手段(図示せず)によって前後方向へ移動させる構成とすることができる。このように構成した場合は、スライダ40に筒状体37を固定することで、スライドと一体に筒状体37を移動させることができる。
【0034】
図3(b)に示すように、把持位置39は、把持機構36に設けた一対の把持爪36aが開閉する空間内に設定される。そして、
図3(a)に示すように、筒状体37が前方に移動した状態で、この把持位置39が、筒状体37の中空部37a内に配置されるように設定してある。一方、
図3(b)に示すように、筒状体37が後方に移動した状態にあっては、筒状体37が把持位置39から離れ、筒状体37の中空部37aから把持位置39が露出する。
【0035】
さて、
図4(a)(b)に示すように、上下一対のサイドカッター(ロータリーカッター)12a,12bによって金属帯1の側端部分を切断した際、サイドスクラップ2の先端部2aは、金属帯1の幅方向外側に配置されるサイドカッター12aまたは12bの回転方向に向かって送り出される現象が認められた。なお、外側に配置されるサイドカッター12aまたは12bの対向位置には、金属帯1の側端部分を挟んで端材ガイド14が配置される。
【0036】
具体的には、
図4(a)に示す配置関係では、金属帯1の幅方向外側に配置される下側のサイドカッター12bの回転方向に向かって、
図4(c)に示すようにサイドスクラップ2の先端部2aが送り出される。一方、
図4(b)に示す配置関係では、金属帯1の幅方向外側に配置される上側のサイドカッター12aの回転方向に向かって、
図4(d)に示すようにサイドスクラップ2の先端部2aが送り出される。
【0037】
このようにサイドカッター12による切断部15から送り出されてくるサイドスクラップ2の先端部2aを、安定して把持位置39へ案内するために、筒状体37の先端開口部37dは、上下方向の中央部を境界として、当該境界よりも上部を上側のサイドカッター12a(ロータリーカッター)の円周面に対応した湾曲面に形成するとともに、当該境界よりも下部を下側のサイドカッター12b(ロータリーカッター)の円周面に対応した湾曲面に形成してある。
筒状体37の先端開口部37dをこのように形成することで、
図5(b)(c)に示すように、サイドカッター12a,12bによる切断部15の近傍位置へ筒状体37の先端開口部37dを移動配置することが可能となる。
【0038】
さらに、筒状体37の中空部37a内は、
図5(a)に示すように、仕切板41によって、上下方向の中央部を境界として上部空間37bと下部空間37cに仕切られている。
【0039】
このように構成することで、
図5(b)に示すように、上側のサイドカッター12aの回転方向に向かってサイドスクラップ2の先端部2aが送り出されてきたときは、当該サイドスクラップ2の先端部2aが仕切板41に当接し、筒状体37内の下部空間37cに導き入れられて、把持位置39へ案内される。一方、
図5(c)に示すように、下側のサイドカッター12bの回転方向に向かってサイドスクラップ2の先端部2aが送り出されてきたときは、当該サイドスクラップ2の先端部2aが仕切板41に当接し、筒状体37内の上部空間37bに導き入れられて、把持位置39へ案内される。
【0040】
このようにサイドスクラップ2の先端部2aが把持位置39へ案内された後、
図3(b)に示すように、筒状体37が後方へ移動して、把持位置39に案内されたサイドスクラップ2の先端部2aを露出させる。
【0041】
ここで、把持本体ユニット31には、把持位置39を監視する検知センサ(図示せず)が設けてあり、当該検知センサがサイドスクラップ2の先端部2aを検知したとき、サイドスクラップ2の先端部2aが把持位置39へ案内されたと判断し、金属帯1の搬送動作と、ロータリーカッターユニット10a,10bの駆動とを、一時停止させる。
【0042】
続いて、把持機構36が駆動して把持爪36aによりサイドスクラップ2の先端部2aを把持する。筒状体37を把持位置39から移動させた状態でサイドスクラップ2の先端部2aを把持することで、筒状体37がサイドスクラップ2から引き離される。
【0043】
そして、
図2に示すように、搬送ロボット32が駆動して、サイドスクラップ2の先端部2aを回収部材21の固定部22まで搬送して、固定部22へ受け渡す。このとき、固定部22が駆動して、サイドスクラップ2の先端部2aが固定部22に固定される。
上述したように、筒状体37をサイドスクラップ2から引き離すことで、筒状体37が障害になることなく、サイドスクラップ2を回収部材21へ受け渡すことが可能となる。
【0044】
上述した構成のサイドスクラップ処理装置20は、図示しない制御装置によって自動制御される。既述したように、
図1(a)(b)に黒丸で示すサイドカッター12による切断部15の位置は、供給される金属帯1の幅寸法によって、幅方向へ変動する。サイドスクラップ処理装置20の制御に必要なこの切断部15の位置情報は、制御装置の入力部からインプットするか、あるいは金属帯切断加工システムの制御系から受け取るようにすればよい。制御装置は、この切断部15の位置情報に基づいて、搬送ロボット32を制御して、サイドカッター12による切断部15の近傍位置に、筒状体37の先端開口部37dを配置するとともに、把持機構36が把持したサイドスクラップ2の先端部2aを、回収部材21の固定部22まで搬送させることができる。
【0045】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施や応用実施が可能であることは勿論である。
例えば、
図6(a)に示すように、サイドスクラップ2の先端部2aを、中間案内部材50を経由してサイドスクラップ処理装置20の回収部材21まで導くことがある。この場合は、
図2に示した搬送ロボット32が、サイドスクラップ2が中間案内部材50に支持されるような経路で、サイドスクラップ2の先端部2aを搬送すればよい。
【0046】
なお、
図6(b)に示すように、中間案内部材50が一対の案内ローラ51,51と、これら案内ローラ51,51の間の支持空間52からのサイドスクラップ2の脱落を防止する支持壁53,53を含む構成の場合は、一方の支持壁53を開閉駆動する機構(開閉駆動機構)を設け、支持壁53を開いた状態でサイドスクラップ2を支持空間52に導き、その後に支持壁53を閉じるように開閉駆動機構を制御すればよい。
【符号の説明】
【0047】
1:金属帯
2:サイドスクラップ
2a:サイドスクラップ2の先端部
100:搬送ライン
10:カッター装置
10a:上側ロータリーカッターユニット
10b:下側ロータリーカッターユニット
11:ロータリーカッター
12(12a、12b):サイドカッター
13:スペーサ
14:端材ガイド
15:切断部
20:サイドスクラップ処理装置
21:回収部材
22:固定部
30:セッティング作業ユニット
31:把持本体ユニット
32:搬送ロボット
33:ロボットアーム
34:スライダ
35:把持本体
36:把持機構
36a:把持爪
37:筒状体
37a:中空部
37b:上部空間
37c:下部空間
37d:先端開口部
38:筒状体移動機構
39:把持位置
40:スライダ
41:仕切板
50:中間案内部材
51:案内ローラ
52:支持空間
53:支持壁